Capítulo 27: Memoria ROM genérica

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Introducción

Las memorias son elementos muy comunes, que useremos mucho en nuestros diseños. En vez de estar haciendo memorias con un tamaño determinado, es más versátil crear una memoria genérica cuyos parámetros de longitud de datos y de direcciones se establezcan al instanciarlas.

Crearemos una memoria rom genérica y la utilizaremos en dos ejemplo: uno para reproducir una secuencia de luces en los leds y otro para tocar una melodía: la marcha imperial

Memoria rom paramétrica

La memoria rom genérica la denominaremos genrom

Parámetros

Tiene 3 parámetros que se asignan al instanciarse la rom:

• DW (Data width): Anchura de los datos (en bits)
• AW (Address width): Anchura de las direcciones (en bits)
• ROMFILE: Fichero con el contenido de la rom

Puertos

Los puertos de la rom son los clásicos, pero ahora su tamaño no está especificado:

• Addr: Bus de direcciones
• data: Bus de datos
• clk: Reloj del sistema

genrom.v: Descripción en Verilog

Puesto que los puertos (addr y data) son genéricos, y por tanto se tienen que definir al declarar el módulo, es necesario primero definir los parámetros AW y DW. Luego, en función de ellos se definen los puertos. Esto se codifica en verilog con esta estructura:

module nombre #(definición de parametros) (definicion de puertos);

El código verilog de la memoria rom genérica es:

//-- Fichero: genrom.v
module genrom #(             //-- Parametros
         parameter AW = 5,   //-- Bits de las direcciones (Adress width)
         parameter DW = 4)   //-- Bits de los datos (Data witdh)

       (                              //-- Puertos
         input clk,                   //-- Señal de reloj global
         input wire [AW-1: 0] addr,   //-- Direcciones
         output reg [DW-1: 0] data);  //-- Dato de salida

//-- Parametro: Nombre del fichero con el contenido de la ROM
parameter ROMFILE = "rom1.list";

//-- Calcular el numero de posiciones totales de memoria
localparam NPOS = 2 ** AW;

  //-- Memoria
  reg [DW-1: 0] rom [0: NPOS-1];

  //-- Lectura de la memoria
  always @(posedge clk) begin
    data <= rom[addr];
  end

//-- Cargar en la memoria el fichero ROMFILE
//-- Los valores deben estan dados en hexadecimal
initial begin
  $readmemh(ROMFILE, rom);
end

endmodule

El tercer parámetro, ROMFILE, se define de la manera habitual, usando la palabra clave parameter dentro del módulo. Dentro de #() sólo se definen los parámetros que afectan a los puertos

Instanciando la rom en nuestros diseños

La mejor manera de utilizar la rom genérica en nuestros diseños es volviendo a definir los parámetros AW y DW (aunque se pueden usar otros nombres) usando como valores los que necesitemos en nuestro diseño:

parameter AW = 5;
parameter DW = 5;

Ahora declaramos los cables que van conectados a la rom genérica en función de estos parámetros:

reg [AW-1: 0] addr;  //-- Bus de direcciones
reg [DW-1: 0] data;  //-- Bus de datos

y finalmente instanciamos la rom:

genrom 
  #( .ROMFILE(ROMFILE),  //-- Asignacion de parametros
     .AW(AW),
     .DW(DW))
  ROM (                  //-- coneion de cables
        .clk(clk),
        .addr(addr),
        .data(data)
      );

Ejemplo 1: secuencia en los leds

Ejemplo 2: Tocando musica

Ejercicios

Conclusiones